玉米芯和甘蔗渣發(fā)酵過程中穩(wěn)定性相關(guān)成分及結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化.pdf

1、隨著我國農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展每年都會有大量的農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)生。農(nóng)業(yè)廢棄經(jīng)過高溫發(fā)酵處理后可以殺死病源微生物，其產(chǎn)物作為基質(zhì)使用時，不僅可以保證使用安全，也可以大大降低生產(chǎn)生成。本試驗選取易分解的農(nóng)業(yè)廢棄物甘蔗和不易分解的農(nóng)業(yè)廢棄物玉米芯為主要試驗材料。在發(fā)酵初始條件C/N比均為25的條件下，重點研究發(fā)酵過程中玉米芯和甘蔗渣理化性質(zhì)的變化和穩(wěn)定性相關(guān)成分及結(jié)構(gòu)變化。具體包括木質(zhì)素和纖維素含量變化、相關(guān)微生數(shù)量的變化和相關(guān)酶酶活的變化。發(fā)酵結(jié)束后穩(wěn)

2、定性產(chǎn)物胡敏酸、富里酸和胡敏素含量的變化。然后發(fā)酵后產(chǎn)品與草炭、蛭石按一定比例混配比，作為黃瓜育苗栽培基質(zhì)。通過對黃瓜幼苗的株高、莖粗、干鮮重等生理指標(biāo)測定并與商品育苗基質(zhì)進行對照，來確定其用于黃瓜育苗的可行性，主要研究結(jié)果如下:
　　1.發(fā)酵過程中玉米芯和甘蔗渣容重、持水孔隙度呈增加趨勢，通氣孔隙度和總孔隙度呈下降趨勢，有效營養(yǎng)元素含量呈上升勢趨。在發(fā)酵結(jié)束后，甘蔗渣和玉米芯容重分別增加了1倍和1.2倍;甘蔗渣和玉米芯的持水孔隙

3、度分別增加了2倍和1.38倍;甘蔗渣和玉米芯的通氣孔隙度分別下降了69.31％和69.29％;甘蔗渣和玉米芯有機碳含量分別下降了24.14％和34.14％;甘蔗渣和玉米芯的全N含量分別增加了66.85％和34.02％;甘蔗渣和玉米芯的全K含量分別增加了1.7倍和1.1倍;甘蔗渣和玉米芯的全P含量分別增加了96.71％和38.3％;甘蔗渣和玉米芯速效K含量較初始原料相比分別增加了3.1倍和3.2倍;甘蔗渣和玉米芯速效P含量增加了1倍和2倍

4、。發(fā)酵過程中甘蔗的pH值沒有明顯的變化，而玉米芯的pH值和EC值都有明顯的升高。
　　2.發(fā)酵過程中甘蔗渣和玉米芯木質(zhì)素含量呈上升趨勢，木質(zhì)素分解菌在高溫數(shù)量最低，木質(zhì)素分解相關(guān)酶活性變化并不一致。甘蔗渣和玉米芯木質(zhì)素分解菌的在前4天數(shù)量最大，此后隨著溫度的持續(xù)升高數(shù)量不斷下降，甘蔗渣和玉米芯分別在第18天和第11天木質(zhì)素分解菌數(shù)量最低，而從第35天開始木質(zhì)素分解菌數(shù)量逐漸回升直至穩(wěn)定。甘蔗渣在發(fā)酵過程中Mnp酶活性一直呈上升趨勢

5、，直至第35天酶活性最高為17.64IU/g，隨后又下降。甘蔗渣LiP酶在前4天呈升高趨勢，然后降低，從第11天開始升高，直至第27天達到小峰值，然后下降，從第35天開始酶活性再次升高在第42天酶活性最高為12.43IU/g。甘蔗渣Lac酶活性在發(fā)酵過程中一直呈升高趨勢，在第18天達到最大值為11.69IU/g。玉米芯Mnp酶在第18天活性有輕微的升高為9.86IU/g，隨后又逐漸降低。玉米芯LiP酶活性變化較為平緩，在第4天略微的升高

6、，而在第35天達到峰值為4.41IU/g。玉米芯Lac酶在前4天沒有明顯的變化，從第4天開始下降，11天酶活性最低，此后酶活又逐漸升高，在第27天酶活到達峰值為4.46IU/g，持續(xù)一段時間后下降。
　　3.發(fā)酵過程中甘蔗渣和玉米芯在前4天纖維素含量有所升高，而在第11天～第27天纖維素含量明顯的下降。玉米芯和甘蔗渣纖維素分解菌的數(shù)量變化趨勢相同，在發(fā)酵前4天數(shù)量無明顯變化，而在4～11天數(shù)量下降而在11～27天數(shù)量又有所增加，但

7、是分解纖維素相關(guān)酶酶活性變化并不相同。甘蔗渣C1酶在前35天一直呈上升趨勢，在第35天酶活性最高為101.7IU/g，在前11天CB酶的酶活呈升高趨勢，從第11天開始酶活逐漸下降，并從第18天酶活開始升高，在第35天酶活性最高為26IU/g，持續(xù)到42天后有所下降，甘蔗渣CMC酶活性在前11天略為升高，此后略有下降在第27活性達到最高為22.7IU/g，隨后有所下降。玉米芯C1酶前42天一直呈升高趨勢，并在第42天活性到達最高，為108

8、.26IU/g，CB酶在前4天有明顯的升高，此后略有下降，從第11天開始升高，并在第35天達到峰值為18.9IU/g。玉米芯CMC酶活性在前4天有明顯的升高，此后有所下降，從第11天開始升高，并在第42天達到峰值為18.9IU/g。
　　4.發(fā)酵過程中甘蔗渣和玉米芯胡敏酸(HA)呈上升趨勢，而富里酸(EA)和胡敏素呈下降趨勢。在發(fā)酵過程中玉米芯胡敏酸含量增加將近2倍，甘蔗胡敏酸含量增加了l倍;甘蔗渣富里酸下降了24.79％，玉米芯

9、富里酸下降了28.54％。玉米芯和甘蔗渣的腐殖化系數(shù)(HR=HA/FA)呈升高趨勢，甘蔗渣的HR值大于玉米芯，說明甘蔗的腐殖化程度更高。
　　5.發(fā)酵后產(chǎn)物可以作為黃瓜育苗基質(zhì)代替商品基質(zhì)使用。處理T4(玉米芯∶蛭石∶草炭=1∶1∶1，v/v)和處理T6（甘蔗∶蛭石=1∶1，v/v），即經(jīng)過混合配比后，發(fā)酵后產(chǎn)物的pH和EC明顯的得到改善，并利用模糊方法對黃瓜在各處理基質(zhì)中多個生長特性指標(biāo)進行了評價，發(fā)現(xiàn)處理T4和處理T6分別在地